TI一大波Jacinto? 6汽車處理器解決方案來襲，滿足下一代汽車應(yīng)用

　　近日，TI在上海舉辦Jacinto? 6(簡稱J6)汽車處理器的應(yīng)用方案展示會(huì)。德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理丁丁先生介紹了J6的最新進(jìn)展。

　　據(jù)悉，J6是當(dāng)今主流的業(yè)已量產(chǎn)的汽車處理器平臺(tái)之一，主要有兩大家族：DRAx和TDAx，其中DRAx主要用于數(shù)字儀表、信息娛樂等，TDAx主要用于ADAS(高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng))。至此，TI擁有完整的汽車處理器解決方案，且達(dá)到了可以快速產(chǎn)品化的完整度和成熟度。

　　J6汽車處理器家族

　　Jacinto?汽車處理器可謂TI汽車產(chǎn)品線中的王牌之一，主要用于三大類應(yīng)用：信息娛樂、數(shù)字儀表、ADAS，各自應(yīng)用的發(fā)展趨勢如下。

　　?信息娛樂(中控交互車機(jī))：傳統(tǒng)的是獨(dú)立車機(jī)信息娛樂系統(tǒng)，現(xiàn)在市場漸漸趨于數(shù)字駕駛艙集成。

　　?數(shù)字儀表：如今的行業(yè)趨勢是從傳統(tǒng)的機(jī)械模擬儀表過渡到12.3英寸1920×720的數(shù)字儀表。所以，TI的圖形處理器、高安全處理器等會(huì)被廣泛使用。

　　圖1 Jacinto 6 Plus高端數(shù)字儀表展示

　　?ADAS：TI在此已耕耘十多年，現(xiàn)在更多地投入在從目前的輔助駕駛產(chǎn)品過渡到下一代自動(dòng)駕駛Level3+所需的處理器。ADAS里有很多細(xì)分的產(chǎn)品類型。

　　如何在信息娛樂和數(shù)字儀表方面提高效率?

　　J6的最大特點(diǎn)是多核異構(gòu)，是將不同的任務(wù)分配到單芯片里最適合某些特定任務(wù)的核上。圖2演示了通過多核異構(gòu)實(shí)現(xiàn)的不同結(jié)構(gòu)的車機(jī)解決方案，通過虛擬化技術(shù)，1920×1080全高清尺寸的Android O，即安卓信息娛樂SDK所支持的車載系統(tǒng)。同時(shí)單芯片里集成的是1920×720 3D圖形數(shù)字儀表。

　　圖2 J6 Plus數(shù)字駕駛艙演示(單Jacinto 6 Plus DRA76x處理器，多操作系統(tǒng)/Hypervisoer)

　　其難點(diǎn)在于：數(shù)字儀表和采用安卓的信息娛樂系統(tǒng)用的是不同的操作系統(tǒng)，TI使用硬件虛擬化技術(shù)，使它們在操作系統(tǒng)層面隔離，互不干擾和影響，達(dá)到安全可靠的保證。

　　另一個(gè)優(yōu)勢是可以應(yīng)用 J6里多核異構(gòu)的不同的硬件單元，可以集成3D環(huán)視功能，在對原有的儀表和信息娛樂的界面和交互系統(tǒng)不妥協(xié)任何性能的情況下，采用片上另外一些硬件單元實(shí)現(xiàn)，例如J6內(nèi)部集成了ISP(圖像信號(hào)處理),在集成攝像頭應(yīng)用的時(shí)候，系統(tǒng)外面的攝像頭模組端可以省掉傳統(tǒng)的ISP芯片，這些都是通過集成在芯片內(nèi)部的硬件來實(shí)現(xiàn)的，所以整體BOM(物料清單)系統(tǒng)成本會(huì)大幅下降。

　　再有，J6不僅集成了全景功能，現(xiàn)在可以集成第五路的攝像頭。眾所周知，全景通常是四路攝像頭，J6用到了片上DSP功能單元來處理全景。實(shí)際上，J6還有更多的功能單元，可用于更多的處理需要。例如有客戶把J6接更多的攝像頭，實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)車前實(shí)景，還對路面、障礙物進(jìn)行識(shí)別，然后把行車輔助信息疊加到實(shí)景上去，這就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)的一種應(yīng)用。

　　最后，J6的優(yōu)勢是片上有多個(gè)功能單元，在做傳統(tǒng)影音娛樂、人機(jī)交互的同時(shí)，可以集成多種功能于單芯片。J6不僅支持虛擬化技術(shù)的系統(tǒng)集成，同時(shí)針對中國市場一些車型或車廠的低成本系統(tǒng)集成的需求，通過硬件多核獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在不使用虛擬化技術(shù)的前提下，提供儀表和車機(jī)等多屏系統(tǒng)集成的方案。兩者區(qū)別在于，同樣的芯片系列，一方面是Android O標(biāo)準(zhǔn)界面，儀表用了很多單芯片上的DSP等其他核來實(shí)現(xiàn)，并且芯片內(nèi)部隔離了硬件單元，相當(dāng)于在傳統(tǒng)ARM和GPU核上是人機(jī)交互的Android(安卓)。另一方面，在DSP和ARM Cortex-M4等核上是儀表功能，如此即使不采用虛擬化，在單芯片上硬件層面也有互不干擾影響的保障。因?yàn)槭嵌喙δ芗桑脩糇顡?dān)心的是硬件之間互相干擾，諸如安卓卡頓住了。如何才能不影響儀表和視覺處理的應(yīng)用?在這方面，J6通過獨(dú)特的硬件結(jié)構(gòu)，形成獨(dú)到有效的解決方案。

　　總之，J6在數(shù)字儀表上的優(yōu)勢，1.高性能，在做高圖形需求的儀表應(yīng)用上，刷新率到60fps，甚至在7萬個(gè)面時(shí)有110fps的刷新率。2.芯片獨(dú)特架構(gòu)可以支持安全可靠方面的需求，是傳統(tǒng)的通用處理器所不能企及的。3.好的擴(kuò)展性，從經(jīng)濟(jì)型到高端型， TI J6家族、同一套軟件、硬件體系可支持從現(xiàn)在起到未來三五年內(nèi)車廠對于數(shù)字儀表應(yīng)用的需求。

      面向全景及ADAS的TDAx

　　J6主要是兩個(gè)家族， DRAx和TDAx。DRAx主要包括數(shù)字儀表、信息娛樂和圖形方面的應(yīng)用。TDAx主要用于ADAS應(yīng)用，擁有較長的歷史，包括TDA2和TDA3兩個(gè)子家族。

　　以全景為例，亞洲市場的全景發(fā)展十分突出，中國市場尤為如此。在過去四五年內(nèi)，TI在華投入了大量的本土支持，率先涉足全景領(lǐng)域，例如，在標(biāo)清時(shí)代使用CVBS模擬攝像頭技術(shù)時(shí)，TI已有服務(wù)于中國全景用戶的解決方案;從標(biāo)清切到高清市場時(shí)，TI憑借累積的全景用戶基礎(chǔ)，依然在市場上占據(jù)領(lǐng)先位置。TI的優(yōu)勢之一是軟件延續(xù)性非常好。

　　TDA的整個(gè)家族里，針對中國的全景市場主要分成三大類：

　　?第一類是高端系列，TDA2/TDA2 Plus(也稱TDA2P)，目前行業(yè)里一些高端全景的項(xiàng)目以及以全景為基礎(chǔ)，增加了很多識(shí)別類的功能，諸如APA(自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng))，即要把傳統(tǒng)的自動(dòng)泊車結(jié)合到全景里，車輛經(jīng)過的時(shí)候，APA可以自動(dòng)檢測出空車位、地上的三角拴、障礙物或地鎖等，向駕駛員指明車位，通過一鍵控制，車輛可以自己規(guī)劃路徑并泊車。

　　TDA2P目前更多適用在國內(nèi)車廠的高端以全景為基礎(chǔ)的具備復(fù)雜圖像分析功能平臺(tái)，全景集成障礙物檢測、車位檢測，超聲雷達(dá)等，都用到了TDA2P系列。該TDA2P的2MP(2百萬像素)環(huán)視系統(tǒng)演示中還空置大量的運(yùn)算資源，可用于開發(fā)集成車位識(shí)別的功能，此外,TDA提供大量的圖像分析庫以及深度學(xué)習(xí)的開發(fā)包，視覺應(yīng)用的客戶可以在這些核上做識(shí)別類的算法開發(fā)。

      此次展示的除了2MP環(huán)視以外，還融合了超聲。如今的泊車集成，超聲是必須要進(jìn)來的傳感器之一。傳統(tǒng)的環(huán)視系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)、圖像渲染和車模完全依靠GPU，TI的優(yōu)勢在于多核異構(gòu)，可以用DSP做目前行業(yè)里頗受歡迎的adaptive bowl。傳統(tǒng)的3D全景，在空間上是構(gòu)建出一個(gè)碗狀模型。通常它是一個(gè)固定的碗，但缺點(diǎn)是當(dāng)有障礙物時(shí)，在不同距離的呈現(xiàn)結(jié)果會(huì)被拉大或被縮小。很多時(shí)候終端使用者會(huì)為此困擾，而TDA2P的優(yōu)勢在于利用DSP技術(shù)可以動(dòng)態(tài)地識(shí)別障礙物的距離，并相應(yīng)的實(shí)時(shí)生成最適合的模型，這樣會(huì)大大改變了這一困境。

　　?第二類是高性價(jià)比版本——TDA2E。過去兩三年里，TI客戶已在使用TDA2E系列芯片做傳統(tǒng)高清3D全景。2017年后，TI中國團(tuán)隊(duì)對TDA2E芯片進(jìn)一步提升性價(jià)比，增添了非常強(qiáng)的功能——四路高清行車記錄功能。在相同芯片價(jià)位上集成如此多復(fù)雜功能，在芯片行業(yè)內(nèi)是很領(lǐng)先的。在進(jìn)行四路行車記錄功能的同時(shí)，3D全景同樣在運(yùn)行，分辨率是原始高清分辨率。作為對比的是，現(xiàn)在一些后裝產(chǎn)品會(huì)把圖像縮小，幀率降低，然后壓縮記錄;而在TDA2E的解決方案中，所有圖像尺寸不進(jìn)行任何裁剪、不降低幀率，在原始四路魚眼攝像頭基礎(chǔ)上同時(shí)記錄， 并且同時(shí)在做3D的全景環(huán)視。

　　針對中國汽車行業(yè)對行車記錄的日益增長的需求，業(yè)界也稱CBB，行車記錄會(huì)日漸法規(guī)化，所以TI增加了多通道CBB的解決方案(如下圖)，以幫助用戶構(gòu)建新形態(tài)的全景方案，今后就可以使用TI全景系統(tǒng)并直接增加功能，以滿足未來法律法規(guī)或者車廠對行車記錄的需求。

    ?TDA3x芯片系列可以做到入門級(jí)BOM成本。在TDA3的全景演示中，在成本方面非常具備競爭力。因?yàn)椋?.該芯片應(yīng)用了TI獨(dú)特的硬件加速器，諸如傳統(tǒng)的3D變形，在這個(gè)芯片里不需要GPU去做。當(dāng)芯片沒有相對大型的核的時(shí)候，整體芯片成本會(huì)下降，本身芯片的尺寸會(huì)更小，功耗更低。2.內(nèi)部同樣集成了ISP技術(shù)，對于外部攝像頭來講,可以大大省去原來獨(dú)立的ISP成本。

     綜合來看，整個(gè)系統(tǒng)的BOM，包括PCB(印制電路板)(注：TI可以做六層板)，都會(huì)非常有優(yōu)勢。針對TDA3x芯片的全景系統(tǒng)，TI和合作伙伴已經(jīng)可以提供完整的產(chǎn)品化軟硬件方案，可以直接裝車看實(shí)車效果，目標(biāo)是方便客戶可以快速產(chǎn)品化。

　　低功耗優(yōu)勢

　　功耗是J6的另一個(gè)優(yōu)勢。TI芯片整體功耗表現(xiàn)優(yōu)異，包括信息娛樂和數(shù)字儀表，現(xiàn)在實(shí)際項(xiàng)目中靠傳統(tǒng)殼體結(jié)構(gòu)的散熱，無需風(fēng)扇。

　　那么，J6的功耗為何可以這么低?這還是要回到TI芯片的多核架構(gòu)上。TI把不同的工作分配到了最適合的核，或者最經(jīng)濟(jì)型的核上，并不全部依靠ARM或者GPU。對于處理器的芯片，ARM核和GPU核對溫度影響最大，而TI芯片內(nèi)有ISP、DSP，ADAS SoC里有圖形加速器，這些加速器本身都是非常低功耗的IP。值得一提的是，在傳統(tǒng)計(jì)算領(lǐng)域，TI一直以同樣的功耗可以產(chǎn)生更多的算力而著名。以算力功耗比來看，TI芯片的指標(biāo)是行業(yè)里非常不錯(cuò)的。

　　小結(jié)

　　TI的Jacinto? 6是當(dāng)今已經(jīng)量產(chǎn)的汽車處理器平臺(tái)，用于數(shù)字儀表、信息娛樂、ADAS等。在TI在提供解決方案的同時(shí)，還將軟硬件資料面向所有用戶開放，無論是軟件硬件都易于用戶快速開發(fā)。另外J6提供高完整度方案，可以適用于從入門級(jí)到資深的用戶。最后，TI在華投入了大量的本土支持，并根據(jù)中國市場的需要推出了一些成本經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品及解決方案。

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